王大云
初中物理是高中物理的基礎(chǔ),是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要階段。關(guān)注學(xué)生對(duì)物理概念和知識(shí)的理解、整合、內(nèi)化,提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維和態(tài)度,幫助學(xué)生樹(shù)立直面困難的勇氣、克服困難的信心和決心,是初中物理教育的重要目標(biāo)。物理中考備考復(fù)習(xí)課以專題方式推進(jìn),課堂以訓(xùn)練為主線,注重知識(shí)和方法的強(qiáng)化訓(xùn)練及綜合運(yùn)用,是學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)內(nèi)化和整合、提升學(xué)科思維能力和運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題能力的必經(jīng)階段。專題復(fù)習(xí)按知識(shí)板塊劃分,通常包括聲光專題、熱學(xué)專題、力學(xué)專題、電學(xué)專題和總復(fù)習(xí)之相關(guān)綜合專題。專題復(fù)習(xí)在保質(zhì)保量完成任務(wù)的前提下,可適當(dāng)降低過(guò)程難度,采取從單個(gè)知識(shí)點(diǎn)到多個(gè)知識(shí)點(diǎn)、從拆分到組合,由淺入深、循序漸進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)方式。專題復(fù)習(xí)課教學(xué)主要包括課前準(zhǔn)備鋪墊、課中次遞實(shí)施和課后鞏固訓(xùn)練三大教學(xué)環(huán)節(jié)。下面筆者以總復(fù)習(xí)之“力學(xué)綜合專題”復(fù)習(xí)課為例,介紹該課型的基本操作流程和主要教學(xué)策略。
一、課前準(zhǔn)備和鋪墊
教師的課前準(zhǔn)備須認(rèn)真考慮“教什么”“怎么教”兩大問(wèn)題,它是課堂教學(xué)質(zhì)量的保證,也是教師向?qū)W生傳達(dá)備考方向的“航標(biāo)”。學(xué)生的課前準(zhǔn)備,重點(diǎn)是在教師指導(dǎo)下做足“學(xué)什么”的知識(shí)和能力儲(chǔ)備。
(一)教師的課前準(zhǔn)備
教師的課前準(zhǔn)備主要包括與該專題相關(guān)的教材內(nèi)容分析、中考考點(diǎn)分析、學(xué)情分析和訓(xùn)練題設(shè)計(jì)四項(xiàng)內(nèi)容。教材內(nèi)容分析重在從課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、能力、要求的角度明確各有關(guān)內(nèi)容的學(xué)科地位;中考考點(diǎn)分析重在厘清該專題內(nèi)容在本地區(qū)中考中的題型、比例、難易度和能力要求等;學(xué)情分析重在分析學(xué)生對(duì)該專題內(nèi)容的理解和掌握程度以及存在的常見(jiàn)問(wèn)題等;訓(xùn)練題設(shè)計(jì)則是在教材內(nèi)容分析、中考考點(diǎn)分析、學(xué)情分析的基礎(chǔ)上,構(gòu)建符合《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡(jiǎn)稱課標(biāo))和該年度考綱要求,符合學(xué)生已有水平、認(rèn)知特點(diǎn)和思維方式的專題復(fù)習(xí)內(nèi)容。在本課中,教師須著重做好以下準(zhǔn)備。
1.教材分析。力學(xué)是物理學(xué)五大知識(shí)板塊(聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué))之一,初中力學(xué)主要包括功率、壓強(qiáng)、浮力、杠桿、滑輪組、受力分析等內(nèi)容。課標(biāo)要求學(xué)生達(dá)到認(rèn)知和理解水平,也就是認(rèn)識(shí)、分析、理解和計(jì)算的水平,這在初中階段來(lái)說(shuō)是要求較高的一種認(rèn)知水平,其中的受力分析內(nèi)容需要為高中物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),因此也是初中物理學(xué)習(xí)的重中之重。
2.中考考點(diǎn)分析。力學(xué)一直是我市物理中考的重頭戲,考查知識(shí)點(diǎn)比例達(dá)45%,且近五年的壓軸題均是力學(xué)綜合題型,重點(diǎn)考查考生對(duì)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的識(shí)記、理解和運(yùn)用,以分析、推理、計(jì)算、表達(dá)為主,這是一種比較全面、高階的考查,有良好的區(qū)分度。盡管如此,題目本身還是有一定的難易梯度,往往包含三四個(gè)小問(wèn)題,方便考查不同知識(shí)目標(biāo)和不同水平的考生,就算是中等偏下的考生,只要審清了題目、記住了公式,也可以拿下這道壓軸題的第一問(wèn)或前兩問(wèn)。拿下壓軸題,是全面提高物理中考成績(jī)、尖子生獲得A+成績(jī)的關(guān)鍵。
3.學(xué)情分析。物理學(xué)習(xí)能力薄弱的學(xué)生通常只能背一些基本的原型公式或是一些簡(jiǎn)單的變形公式,能做簡(jiǎn)單的計(jì)算,對(duì)稍復(fù)雜的變化便無(wú)以應(yīng)對(duì),表述物理單位和規(guī)范容易亂,最主要的障礙是畏難心理,看到大題、壓軸題便直接放棄。中等生不僅能背出基本原型和變形公式,而且能做相應(yīng)的計(jì)算,解題過(guò)程也能表述得比較規(guī)范,只是在遇到比較靈活和新穎的問(wèn)法時(shí)難以應(yīng)對(duì)。尖子生對(duì)于原型公式及其變式的應(yīng)用或計(jì)算都非常嫻熟,且表述規(guī)范,對(duì)于靈活和新穎的問(wèn)題也能較快想出解決辦法,只是有時(shí)會(huì)因解題速度太快、偶爾粗心導(dǎo)致不必要的失分。
4.知識(shí)清單和訓(xùn)練題設(shè)計(jì)。兩項(xiàng)設(shè)計(jì)須關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異,體現(xiàn)梯度和層次。本專題應(yīng)注意體現(xiàn)中考?jí)狠S題模式,使每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科的潛能都得到最大限度的發(fā)揮。
(二)學(xué)生的課前準(zhǔn)備
學(xué)生的課前準(zhǔn)備,主要是了解相關(guān)專題知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)概念、公式及其變式(含公式中各物理量的含義及準(zhǔn)確的單位名稱),完成教師設(shè)計(jì)的知識(shí)清單。表1為教師為“力學(xué)綜合專題”編制的知識(shí)清單。
表1 “力學(xué)綜合專題”知識(shí)清單
[1.請(qǐng)對(duì)下列物體進(jìn)行受力分析,并完成填空。
(1)已知GA=100N,A對(duì)地面的壓力F壓= N;地面對(duì)A的支持力F支= N。
(2)已知GA=100N,F(xiàn)1=80N,A對(duì)地面的壓力F壓= N。
(3)完全浸沒(méi)在水中的物體A,重力為100N,拉力F1=80N,則所受的浮力為 N。
[(1)][(2)][(3)] ]
[2.壓強(qiáng)的計(jì)算公式為 ,公式中的F表示的是 ,壓強(qiáng)的單位是 。液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式為 ,公式中的h表示的是 。
【例題1】一頭大象的質(zhì)量為6 t,四只腳掌總面積為0.2m2,這頭大象受到的重力是 N,它站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是 Pa,行走時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng) (選填“變大”“變小”或“不變”)。
【例題2】如右圖所示,圖釘尖的面積
是5×10-8m2,圖釘帽的面積是1×10-4m2,
木塊能承受的最大壓強(qiáng)是6×108Pa,手指
至少要用 N的力,圖釘尖才能進(jìn)
入木塊,此時(shí)圖釘帽處的壓強(qiáng)為 Pa。 3.計(jì)算浮力的常用方法:(1)稱量法
(2)平衡法
(3)原理法
【例題1】用手將一個(gè)重5N,體積為0.8dm3的物體全部壓入水中,此時(shí)該物體受到的浮力為 N;放手后,物體最終處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),所受到的浮力為 N。
【例題2】一個(gè)重3.2N的合金塊,掛在彈簧測(cè)力計(jì)下全部浸沒(méi)在燒杯中的水里后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.2N,合金塊所受的浮力大小為 N;合金塊的體積是 m3,密度是 kg/m3。(g取10N/kg) 4.杠桿平衡條件的表達(dá)式為:
【例題1】古代的戰(zhàn)爭(zhēng)中,常常利
用圖中所示杠桿投擲“石彈”。在“投
彈”時(shí)作用在A點(diǎn)的力沿
(選填F1、F2或F3)方向時(shí)最小。已知
石球重120N,AO∶AB =1∶6,則作用在
A點(diǎn)的力的最小值為 N(不計(jì)杠桿自重及摩擦)。 5.密度的計(jì)算公式為 ,變式有 、 ,密度的單位為 。 6.功的計(jì)算公式為 ,功的單位是 。功率的計(jì)算公式為 ,變式有 ,功率的單位是 。
【例題1】如圖所示,分別用圖甲、乙兩種形式滑輪組合,把重為600N的物體以0.3m/s的速度勻速向上提起,每個(gè)滑輪重均為30N,忽略繩重及摩擦,圖甲中作用
在繩子上的拉力F 1為 N;圖乙中
繩子上的拉力F 2為 N,繩子自由
端移動(dòng)的速度為 m/s,F(xiàn) 2的功率為
W。 ]
二、課堂實(shí)施
專題復(fù)習(xí)課中的課堂實(shí)施包括向?qū)W生介紹本專題內(nèi)容在中考中的地位、常見(jiàn)題型、所占分值、難易程度,以及實(shí)施專題教學(xué)、落實(shí)教學(xué)反饋的整個(gè)過(guò)程。有了課前的準(zhǔn)備鋪墊,學(xué)生可以較快進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)。復(fù)習(xí)課教學(xué)不能在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)上平均用力,須重點(diǎn)聚焦那些出現(xiàn)了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)或綜合性較強(qiáng)的題型,并在教學(xué)時(shí)從難度較小的問(wèn)題入手,或?qū)^難的題目進(jìn)行拆分使難度降低,然后由易到難,逐漸過(guò)渡到兩個(gè)或幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合,最終使學(xué)生掌握這一類(lèi)綜合題型的解題思路,學(xué)會(huì)尋找知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系,提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)科思維、實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化。復(fù)習(xí)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生首先對(duì)課程內(nèi)容做到心中有數(shù),再通過(guò)訓(xùn)練達(dá)成手中有招、手到擒來(lái)的復(fù)習(xí)效果。
(一)簡(jiǎn)單呈現(xiàn)近年中考考點(diǎn)及賦分情況,讓學(xué)生明白本專題復(fù)習(xí)的重點(diǎn)所在
以“力學(xué)綜合專題”復(fù)習(xí)課為例,因?yàn)樵搶n}考點(diǎn)較多,而且用壓軸題聚合考點(diǎn)的態(tài)勢(shì)明顯,教師可重點(diǎn)呈現(xiàn)本專題歷年重要考點(diǎn)(如表2所示),引導(dǎo)學(xué)生在重點(diǎn)掌握表中所列基礎(chǔ)力學(xué)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用之后,學(xué)會(huì)在綜合題中找出它們之間的聯(lián)系。
表2:近五年南寧市物理中考力學(xué)綜合壓軸題
知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用情況一覽表
[年份 題號(hào) 分值 涉及知識(shí)點(diǎn) 2013 第29題 9分 液體壓強(qiáng)、浮力、滑輪組、杠桿、受力分析 2014 第30題 11分 浮力、密度、滑輪組及其機(jī)械效率、壓強(qiáng)、功率、受力分析 2015 第30題 11分 功率、重力、壓強(qiáng)、滑輪組及其機(jī)械效率、受力分析 2016 第29題 9分 受力分析、重力、功率、滑輪組及其機(jī)械效率 2017 第30題 10分 密度、滑輪組及其機(jī)械效率、浮力、杠桿、受力分析 ]
(二)檢查知識(shí)清單完成情況,重點(diǎn)進(jìn)行例題點(diǎn)撥,夯實(shí)知識(shí)和能力基礎(chǔ)(約5分鐘)
檢查學(xué)生知識(shí)清單課前完成情況,重點(diǎn)抽查部分能力薄弱學(xué)生,讓學(xué)生說(shuō)清楚清單例題所用的公式、代入的數(shù)據(jù)及答案等。表?yè)P(yáng)認(rèn)真完成知識(shí)清單和正確率較高的學(xué)生。重點(diǎn)點(diǎn)撥知識(shí)點(diǎn)6中例題的受力分析,強(qiáng)調(diào)滑輪組的自由端移動(dòng)距離和動(dòng)滑輪的軸(或重物)移動(dòng)距離的不同及關(guān)系。(具體過(guò)程略)
此環(huán)節(jié)旨在檢查學(xué)生課前知識(shí)與能力準(zhǔn)備情況,也是本課的學(xué)習(xí)引入,因?yàn)殡y度較小且要求規(guī)范,可重點(diǎn)抽查中等偏下的學(xué)生,使其樹(shù)立信心,積極參與課堂學(xué)習(xí)。
(三)重點(diǎn)展開(kāi)小型綜合訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)解決問(wèn)題、拓展解題能力(約20分鐘)
依照中考?jí)狠S題的出題模式,對(duì)知識(shí)清單中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行2—3個(gè)知識(shí)點(diǎn)的小型整合,訓(xùn)練學(xué)生對(duì)綜合知識(shí)的靈活應(yīng)用,培養(yǎng)初步的綜合知識(shí)運(yùn)用能力、邏輯思維能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)。
【訓(xùn)練1】如圖1所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器水深0.15m?,F(xiàn)將重為17.8N的實(shí)心銅塊系在輕質(zhì)杠桿OB的中點(diǎn)A處,并將它完全浸沒(méi)于容器內(nèi)的水中(水未溢出,銅塊未接觸容器底部, ρ銅=8.9×103kg/m3)。求:(1)銅塊的體積;(2)杠桿B端受到的拉力FB。
師:此題中銅塊的體積應(yīng)如何計(jì)算?
生1:用m =[Gg]計(jì)算出銅塊的質(zhì)量,再用V =[mρ]計(jì)算出銅塊的體積。
師:很好!但作為計(jì)算題在表述上還得注意什么呢?
生1:用變形公式前先寫(xiě)出原型公式,即先寫(xiě)G =m g,再用m =[Gg];先寫(xiě)ρ =[mV],再用V =[mρ]計(jì)算。
師:對(duì)!使用公式要知其來(lái)龍去脈。對(duì)于杠桿B端的拉力F又怎么考慮?
生2:利用銅塊的體積先求銅塊浸沒(méi)在水中時(shí)的浮力F浮,然后對(duì)A進(jìn)行受力分析,得到A的拉力FA =G - F浮,再用杠桿平衡求出B端的拉力FB = FA×OA /OB。
生3:還要先寫(xiě)原型公式F浮=G排= ρ水 gV排,F(xiàn)1×L 1=F2×L 2。
生4:還要強(qiáng)調(diào)因?yàn)榻](méi),所以V排=V。
師:同學(xué)們的思路非常清晰,解題過(guò)程也很規(guī)范,非常棒!計(jì)算題的三環(huán)節(jié)“公式”“過(guò)程”“結(jié)果”一定要完整。公式如果用到的是變式,一定要先寫(xiě)出原型公式;過(guò)程和結(jié)果的代入不要忘記單位。此外,還有一些解題的關(guān)鍵點(diǎn)、聯(lián)系點(diǎn),如浸沒(méi)、勻速、F壓=G……要特別強(qiáng)調(diào)說(shuō)明。
學(xué)生自行寫(xiě)出完整的解題過(guò)程后,教師請(qǐng)一名學(xué)生上講臺(tái)用投影方式展示答案,全班一起點(diǎn)評(píng)其解題過(guò)程及解題規(guī)范。(過(guò)程略)
本題第(1)問(wèn)是課前知識(shí)清單5的內(nèi)容,是單個(gè)知識(shí)點(diǎn),是基礎(chǔ)也是回顧,90%以上的學(xué)生都能順利解決,設(shè)置該問(wèn)的主要目的在于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心;第(2)問(wèn)是知識(shí)清單1、3、4的簡(jiǎn)單綜合,大約60%的學(xué)生能順利通過(guò),說(shuō)明仍然有一部分學(xué)生就算單一知識(shí)點(diǎn)能夠順利過(guò)關(guān),當(dāng)涉及2—3個(gè)知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單綜合時(shí)便出現(xiàn)了困難,本問(wèn)的設(shè)計(jì)就是訓(xùn)練學(xué)生初步的綜合知識(shí)應(yīng)用能力。強(qiáng)調(diào)理順解題思路、厘清解題規(guī)范,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)的思維習(xí)慣。
【訓(xùn)練2】如圖2所示,一個(gè)實(shí)心正方體合金塊M的邊長(zhǎng)為20cm,把它掛在以O(shè)為支點(diǎn)的輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)處,OA∶OB =1∶3,一個(gè)重為700N的人在杠桿的B點(diǎn)通過(guò)定滑輪用力F1使杠桿在水平位置平衡,此時(shí)M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1.15×104Pa,人對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1.2×104Pa。已知人單獨(dú)站在水平地面上,對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.4×104Pa。求:(1)人與地面的接觸面積;(2)力F1的大??;(3)合金塊M的重量。
師:怎樣解決人與地面的接觸面積問(wèn)題?
生1:用公式P =[FS],得S =[FP],代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可。
師:題目中的壓強(qiáng)有三個(gè),解決這一問(wèn)題用的是哪一個(gè)壓強(qiáng)?
生1:人單獨(dú)站立,對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.4×104Pa這個(gè)數(shù)據(jù);壓力F用到人的重力700N這個(gè)數(shù)據(jù)。
生1:還要強(qiáng)調(diào)人站在水平地面F = G人=700N。
師:清晰而規(guī)范,很好!那么又怎樣解決第(2)問(wèn)的問(wèn)題?
生2:人拉繩時(shí),因?yàn)橥瑫r(shí)受到繩子對(duì)人向上的拉力,所以,對(duì)地面的壓力會(huì)發(fā)生變化,壓強(qiáng)則變成了1.2×104Pa(設(shè)為P 2),用變形公式F壓 =P 2 S可以求出人拉繩時(shí)對(duì)地面的壓力。
生2:對(duì)人的受力進(jìn)行分析,人受到三個(gè)力而平衡,重力(G人)、支持力(等于F壓)、繩子的拉力(等于人拉繩子的力F 1)。所以F1=G人-F壓。
師:大家的受力分析思路不錯(cuò)。那么第(3)問(wèn)呢?
生3:M也受到三個(gè)力而平衡,重力G M、A處繩子的拉力F A、地面對(duì)M的支持力(等于M對(duì)地面的壓力F M)。所以G M =F A + FM。
師:也就是說(shuō),找出FA、 FM就能解決問(wèn)題。那題目中有沒(méi)有給出F A 、 FM的數(shù)據(jù)?
生3:沒(méi)有,但可以用一些已知條件求出來(lái)。M對(duì)地面的壓力F M可以用FM =P3 S求出來(lái),其中P 3為M對(duì)地面的壓強(qiáng)(1.15×104Pa)。
師:FM =P3 S中的S是第(1)問(wèn)中的S嗎?
生3:不是,是M的底面積,SM =(0.2m)2=0.04m2,所以變式應(yīng)寫(xiě)成F M =P 3 S M。
生4:FA作用在杠桿上的力,可以通過(guò)杠桿平衡條件F1×L 1=F2×L 2得出,即FA=FB×OB /OA求得。
師:能把第(3)問(wèn)解題的順序描述出來(lái)嗎?
生4:可以!先求M 的底面積,S M =(0.2m)2=0.04m2,再用變式F M = P3 SM求出FM,用FA =FB×OB /OA求出FA,最后對(duì)M進(jìn)行受力分析G M =F A +F M ,從而求出G M。
師:非常棒!這道題主要是壓強(qiáng)和受力分析,易錯(cuò)的是題目中有三個(gè)壓強(qiáng),要清楚地知道每個(gè)壓強(qiáng)對(duì)應(yīng)的力是屬于哪個(gè)物體、在什么狀況下的壓力,而且為了避免混淆,不同的壓強(qiáng)、壓力、面積要用不同的下標(biāo)加以區(qū)分。
學(xué)生解題。教師巡堂,從學(xué)生作業(yè)中選出一兩份典型解答,用實(shí)物投影展示后,師生一起點(diǎn)評(píng),厘清必要的概念和解題思路。
本題第(1)問(wèn)是課前知識(shí)清單2的單一知識(shí)點(diǎn),85%以上的學(xué)生能夠順利完成,少部分學(xué)生因?yàn)椴荒軈^(qū)分題目中的三個(gè)壓強(qiáng)導(dǎo)致出錯(cuò)。第(2)問(wèn)是清單中知識(shí)點(diǎn)1、2的綜合,難度也不大,80%的學(xué)生能完成。以上兩小問(wèn)的設(shè)計(jì),目的在于繼續(xù)夯實(shí)基礎(chǔ)。第(3)問(wèn)是清單1、2、4的知識(shí)點(diǎn)綜合,題型與訓(xùn)練1第(3)問(wèn)類(lèi)似,目的是讓學(xué)生繼續(xù)加強(qiáng)力學(xué)各知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用。教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系,對(duì)于三個(gè)不同的壓強(qiáng)容易發(fā)生混淆導(dǎo)致出錯(cuò)的問(wèn)題,教師強(qiáng)調(diào)要認(rèn)清研究對(duì)象并進(jìn)行受力分析、用下標(biāo)加以區(qū)分的方法,教學(xué)中強(qiáng)調(diào)方法的滲透,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。
【訓(xùn)練3】如圖3甲中所示的滑輪組從水中提升重物M,已知被提升的重物M的重量為750N,在提升重物的過(guò)程中,重物M始終未露出水面,動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力F0始終為720N,繩子自由端的拉力F將重物M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度,拉力F做功的功率P隨時(shí)間t的變化圖像如圖3乙所示,不計(jì)繩重及摩擦。求:(1)重物M所受的浮力;(2)重物M的體積;(3)滑輪組提升重物的機(jī)械效率。
鑒于本題第(1)(2)問(wèn)的解答與“訓(xùn)練1”的第(2)問(wèn)相似,本文不再細(xì)述解題過(guò)程。
師:怎樣計(jì)算豎直的滑輪組提升浸在水中的物體的機(jī)械效率?
生1:用η =[W有W總]=[GhFS]。
生2:不對(duì),重物浸沒(méi)在水中W有不等于Gh,在空氣中勻速提升時(shí)W有才等于Gh。
師:什么為有用功?
生2:不用機(jī)械時(shí)直接對(duì)物體用的力做的功。
師:對(duì)!那浸沒(méi)在水中的物體,不用機(jī)械直接對(duì)它用的力F拉等于G 嗎?
生3:不等于,F(xiàn)拉 = G - F浮。所以η =[W有W總]= [G-F浮hFS],且S =3h =30m。計(jì)算公式中G 、F浮、 S 、 h 已知,只有F未知。
師:所以接下來(lái)的主要目標(biāo)就是解決滑輪組自由端拉力F如何求,有什么辦法?
生4:對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析,三段繩子共同承擔(dān)拉動(dòng)滑輪和水中的重物,3F=G動(dòng)+F拉。
師:方法可行,但G動(dòng)不知,還有什么辦法?
生4:在乙圖中可看到拉力F做功的功率P =600W,P =[Wt] =FV,已知V = 0.5m/s,所以F =[PV],可以求出F 。
師:看清題目,P =600W是繩子自由端拉力的功率,但V = 0.5m/s是繩子自由端的速度嗎?
生5:不是,是重物的提升速度,V繩=3V =3×0.5m/s =1.5m/s。
師:能把第(3)問(wèn)的解題順序描述出來(lái)嗎?
生5:可以!先由圖n =3,求出V繩=3V =3×0.5m/s=1.5m/s;然后由P =[Wt]=F V ,有F = [PV繩],求出F的大?。籗 =3h =30m,最后η =[W有W總]= [G-F浮hFS],代入數(shù)據(jù)即可求出η 。
師:很好!此題易錯(cuò)點(diǎn)在于易把0.5m/s當(dāng)作繩子自由端的速度,提升浸在水中的物體有用功認(rèn)為等于Gh。此外要學(xué)會(huì)在圖中尋找信息,查出P從而求出F,當(dāng)然要知道P與F的關(guān)系,公式間的轉(zhuǎn)換、變式要熟練。
學(xué)生寫(xiě)出完整的解題過(guò)程,上講臺(tái)用實(shí)物投影展示,師生點(diǎn)評(píng)。(過(guò)程略)
本題的第(1)(2)問(wèn)與“訓(xùn)練1”相似,起到反復(fù)訓(xùn)練進(jìn)而熟悉操作的目的,85%以上的學(xué)生能較快完成。第(3)問(wèn)設(shè)計(jì)為圖像信息類(lèi)題型,學(xué)生容易把本題中的有用功與空氣中提升重物的有用功混淆,正確率不高,說(shuō)明學(xué)生對(duì)機(jī)械效率有用功的概念理解不透,有待加強(qiáng),必要時(shí)可另增滑輪組專題進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。此外通過(guò)查圖像得出功率從而求出拉力,有利于培養(yǎng)學(xué)生初步的信息收集和分析能力。
(四)拓展較大型綜合訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生突破難點(diǎn)、拔高思維層次(約10分鐘)
對(duì)知識(shí)清單中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行4—5個(gè)知識(shí)點(diǎn)的整合,在小型綜合訓(xùn)練的基礎(chǔ)上讓學(xué)生對(duì)綜合題有進(jìn)一步的理解和應(yīng)用,這個(gè)環(huán)節(jié)主要是方法的滲透,目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)快速尋找知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,快速梳理解題的思路和步驟,達(dá)到突破壓軸難點(diǎn)、提高高階思維能力和解題能力的目的。
【訓(xùn)練4】圖4是某科技小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物體A的裝置示意圖,電動(dòng)機(jī)固定在地面。O為杠桿BC的支點(diǎn),CO∶OB =1∶2。配重E通過(guò)繩子豎直拉著杠桿C端,每個(gè)滑輪重為100N;均勻?qū)嵭奈矬wA的密度為8×103 kg/m3,質(zhì)量為80kg。不計(jì)繩重、杠桿重及摩擦,水對(duì)物體A的阻力亦忽略不計(jì),物體A未露出水面時(shí)一直勻速上升。求:(1)物體A所受到的浮力(假定B端靜止);(2)此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率;(3)物體A完全出水后,繼續(xù)勻速上升一段距離可以順利上岸,求所用的配重E重量的最小值。
此題的第(1)(2)問(wèn)與“訓(xùn)練3”相似,第(3)問(wèn)類(lèi)似“訓(xùn)練2”和“訓(xùn)練3”的組合,但有些問(wèn)題的考慮又略有不同,所以在本教學(xué)環(huán)節(jié),我們主要組織學(xué)生討論第(3)問(wèn)的思路:①杠桿B端的受力,對(duì)定滑輪進(jìn)行受力分析,動(dòng)滑輪是兩段繩子,定滑輪是三段繩子,所以FB =G定+3F;②物體出水后的滑輪組繩子自由端的拉力F與物體浸沒(méi)在水中時(shí)不同,需要重新計(jì)算F;③物體出水后,C端所需力的大小就等于E重量的最小值。(過(guò)程略)
教師巡堂,抽取一兩份較典型的學(xué)生解答,用實(shí)物投影方式展示,師生點(diǎn)評(píng)。(過(guò)程略)
本題的設(shè)計(jì)其實(shí)是前面訓(xùn)練題的變式,目的是通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練,讓學(xué)生真正熟練掌握這一類(lèi)題型,掌握分析問(wèn)題的方法,培養(yǎng)戰(zhàn)勝困難的精神品質(zhì)。經(jīng)過(guò)前面的訓(xùn)練,學(xué)生解答第(1)(2)問(wèn)的正確率可以高達(dá)80%以上。第(3)問(wèn)受力分析要求較高,正確率較低。該問(wèn)強(qiáng)調(diào)的是受力分析,這是初中物理教學(xué)的重難點(diǎn),也是高中力學(xué)教學(xué)的重頭戲,所以教學(xué)生學(xué)會(huì)和掌握受力分析的方法,對(duì)學(xué)生初中乃至高中的學(xué)習(xí)都非常重要。此問(wèn)也是本地區(qū)物理中考?jí)狠S題的典型題型,讓全體學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)接觸此類(lèi)題目,旨在讓他們明白,壓軸題并不是不可逾越的,它既有一定難度也有一定梯度:第(1)(2)問(wèn)面向大部分學(xué)生,鼓勵(lì)全體學(xué)生爭(zhēng)取得分;最后一問(wèn)只要準(zhǔn)確找出物理量之間的聯(lián)系,中等生也有可能拿下部分甚至全部分?jǐn)?shù)。
(五)課堂訓(xùn)練小結(jié),讓學(xué)生自主歸納解題方法,提升解題能力(約5分鐘)
該教學(xué)環(huán)節(jié)主要是總結(jié)課堂訓(xùn)練題的解題思路、方法和規(guī)范??梢宰寣W(xué)生自己歸納和補(bǔ)充,培養(yǎng)總結(jié)歸納能力,使之樂(lè)于參與課堂活動(dòng),體驗(yàn)解決物理問(wèn)題的喜悅。教師最后點(diǎn)評(píng)。(過(guò)程略)
(六)課后變式訓(xùn)練,靈活應(yīng)變、鞏固強(qiáng)化
教師布置相似度極高的課后練習(xí),既能檢測(cè)課堂效果,又能鞏固課堂所學(xué),使學(xué)生在學(xué)會(huì)方法的基礎(chǔ)上隨著題目的變化及時(shí)找出應(yīng)對(duì)措施,培養(yǎng)應(yīng)變能力。
【課后練習(xí)】用圖5所示的裝置來(lái)提升水下物體C,物體C的體積為0.02m3、重800N,其中AB是一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)的輕質(zhì)杠桿,且AO∶OB=1∶2,小明站在B端豎直向下拉繩子,當(dāng)物體C全部離開(kāi)水面時(shí)杠桿剛好在水平位置。已知小明的體重為500N,每個(gè)滑輪重100N,不計(jì)繩重及摩擦。求:(1)物體C未出水面時(shí)受到的浮力;(2)物體C未出水面時(shí)滑輪組的機(jī)械效率;(3)小明若能用這個(gè)裝置將物體完全拉出水面,這個(gè)物體的最大重量是多少。
中考專題復(fù)習(xí)課為中考備考而設(shè),課堂中教師要特別注意鼓勵(lì)潛力生、中等生,引導(dǎo)他們每分必爭(zhēng),比如在知識(shí)清單檢查環(huán)節(jié)提問(wèn)這些學(xué)生,在小型綜合訓(xùn)練、較大綜合訓(xùn)練及課堂訓(xùn)練小結(jié)環(huán)節(jié),視問(wèn)題難易度適當(dāng)選擇讓他們參與問(wèn)題討論和解答,讓他們切身感到老師對(duì)他們的不離不棄,就算是面對(duì)所謂的壓軸題,也鼓勵(lì)他們努力去完成部分甚至更多,不可對(duì)壓軸題輕易采取“視而不見(jiàn)”的對(duì)策。對(duì)于尖子生,教師要注意在綜合復(fù)習(xí)課的練習(xí)和作業(yè)中關(guān)注他們的解題細(xì)節(jié)和規(guī)范,確保他們不因過(guò)于隨意而輕易丟失一分。只有讓全體學(xué)生都逐漸養(yǎng)成細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣,擁有克服困難的信心和決心,物理教學(xué)的三維目標(biāo)才有可能逐個(gè)落實(shí),學(xué)生的物理核心素養(yǎng)才有可能得到有效的發(fā)展,中考復(fù)習(xí)也才能真正實(shí)現(xiàn)有效、高效。
(責(zé)編 白聰敏)